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Alternativa B - mesmo número de prótons e diferentes números de nêutrons.

Introdução

A questão aborda conceitos fundamentais de química nuclear, especificamente a composição atômica de isótopos de um mesmo elemento, o iodo, que são amplamente utilizados em medicina nuclear como radiofármacos. Compreender as características de número de prótons, nêutrons e massa é essencial para diferenciar os tipos de átomos e seus comportamentos.

Desenvolvimento

Um átomo é definido por sua composição no núcleo, que consiste em prótons e nêutrons.

• Número Atômico (Z): Representa o número de prótons no núcleo de um átomo. Este número é único para cada elemento químico e determina sua identidade. Na notação X, o número atômico (Z) é geralmente omitido quando o símbolo do elemento (X) já o identifica de forma única. O iodo (I) tem número atômico 53.
• Número de Massa (A): É a soma total do número de prótons e nêutrons no núcleo de um átomo (A = prótons + nêutrons). É o número que geralmente aparece no superescrito à esquerda do símbolo do elemento (X).
• Número de Nêutrons (N): Pode ser calculado subtraindo o número atômico (Z) do número de massa (A), ou seja, N = A - Z.
• Isótopos: São átomos do mesmo elemento químico (possuem o mesmo número de prótons, Z) mas que possuem diferentes números de nêutrons (e, consequentemente, diferentes números de massa, A).

No contexto da questão, temos o iodo-123 (¹²³I) e o iodo-131 (¹³¹I). Ambos são isótopos do elemento iodo.

Análise

Vamos determinar a composição de cada isótopo de iodo:

1. Iodo (I): De acordo com a tabela periódica, o número atômico (Z) do iodo é 53. Isso significa que qualquer átomo de iodo, independentemente do seu isótopo, possui 53 prótons.

2. Iodo-123 (¹²³I):

   • Número de Massa (A) = 123 (dado no nome e na notação)
   • Número de Prótons (Z) = 53 (por ser iodo)
   • Número de Nêutrons (N) = A - Z = 123 - 53 = 70

3. Iodo-131 (¹³¹I):

   • Número de Massa (A) = 131 (dado no nome e na notação)
   • Número de Prótons (Z) = 53 (por ser iodo)
   • Número de Nêutrons (N) = A - Z = 131 - 53 = 78

Agora, vamos comparar as características dos dois isótopos e analisar as alternativas:

| Característica | Iodo-123 (¹²³I) | Iodo-131 (¹³¹I) | Comparação | | :-------------------- | :-------------- | :-------------- | :-------------- | | Número Atômico (Z) | 53 | 53 | Mesmo número | | Número de Prótons | 53 | 53 | Mesmo número | | Número de Massa (A) | 123 | 131 | Diferentes números | | Número de Nêutrons (N) | 70 | 78 | Diferentes números |

Avaliando as alternativas:

• (A) mesmo número de nêutrons e diferentes números de massa.
  • Falso para nêutrons (70 vs 78). Verdadeiro para massa (123 vs 131). Como a primeira parte é falsa, a alternativa é incorreta.
• (B) mesmo número de prótons e diferentes números de nêutrons.
  • Verdadeiro para prótons (ambos 53). Verdadeiro para nêutrons (70 vs 78). Esta alternativa está correta.
• (C) mesmo número de massa e diferentes números de prótons.
  • Falso para massa (123 vs 131). Falso para prótons (ambos 53). A alternativa é incorreta.
• (D) diferentes números de nêutrons e diferentes números de prótons.
  • Verdadeiro para nêutrons (70 vs 78). Falso para prótons (ambos 53). A alternativa é incorreta.
• (E) diferentes números de prótons e diferentes números de massa.
  • Falso para prótons (ambos 53). Verdadeiro para massa (123 vs 131). Como a primeira parte é falsa, a alternativa é incorreta.

Conclusão

Os átomos de iodo-123 e iodo-131 são isótopos do mesmo elemento, o iodo. Por definição, isótopos possuem o mesmo número de prótons (que determina o elemento) mas diferem no número de nêutrons. Essa diferença no número de nêutrons resulta em diferentes números de massa. Portanto, eles possuem o mesmo número de prótons e diferentes números de nêutrons.

Alternativa B.